DE4442235C2 - Verfahren zur Herstellung einer Druckform für einen Formzylinder einer Druckmaschine und danach hergestellte Druckform - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Druckform für einen Formzylinder einer Druckmaschine sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Druckform.

Herkömmliche Druckformen für das Offset-Verfahren bestehen bevorzugt aus aufgerauhten, anodisierten Aluminiumplatten mit einer Photopolymer-Beschichtung. Derartige Druckformen werden außerhalb der Druckmaschine bildmäßig belichtet, entwickelt und anschließend, beispielsweise mittels einer Plattenhaltevorrichtung, zur Druckmaschine transportiert und dort auf dem Formzylinder eingespannt.

Aus Veröffentlichungen (Techn. Rundschau 47, 54 (1991), Farbe und Lack 97 (11), 968 (1991), FhG-Berichte Februar 1990, 64 f., VDI-Berichte Nr. 933, 139 (1991) sind neuartige Verbindungen bekannt geworden, die ihrer Herkunft nach zwischen organischen Polymeren, Silikonen und anorganischen Polymeren wie Glas oder Keramik anzusiedeln sind. Sie werden als organisch modifizierte Keramiken bezeichnet und über den Sol-Gel-Prozeß durch gezielte Hydrolyse und Kondensation von Alkoxiden, vorwiegend des Siliciums, Aluminiums, Titans und Zirkons, hergestellt. Dadurch entsteht ein anorganisches Netzwerk. Über entsprechend derivatisierte Kieselsäureester können zusätzlich organische Gruppen eingebaut werden, die einerseits zu deren Funktionalisierung, andererseits zur Ausbildung definierter organischer Polymersysteme genutzt werden können. Die damit hergestellten organisch modifizierten Keramiken lassen sich vielfältig verwenden, beispielsweise auch als Beschichtungsmaterialien.

Aus der EP 0 394 560 A2 und der EP 0 394 561 A1 sind hydrophobe, oleophile Farbwalzen bekannt, die eine oberflächliche Beschichtung mit einer mikroporösen keramischen Schicht aufweisen. Die keramische Schicht enthält ein zusammenhängendes Netzwerk von Öffnungen, in das ein oleophiles und hydrophobes organisches Material eingebracht ist. Beispielsweise soll bei der Farbwalze gemäß der EP 0 394 561 A2 durch die Verwendung dieser Keramik dafür gesorgt werden, daß diese auch in Gegenwart von Wasser eine ausreichende Menge der Druckfarbe fördert. Aus dem Sonderdruck aus "Ingenieur Werkstoffe", Bd. 3 (1991), Nr. 12, Seiten 20 bis 22 sind organisch modifizierte Keramiken bekannt, deren hydrophile oder hydrophobe Oberflächen als statische Eigenschaften beschrieben sind und in Hinblick auf elektronische Anwendungen genannt werden. Die DE 42 35 242 C1 offenbart eine löschbare Druckform mit einer ferroelektrischen Keramikbeschichtung.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckform für einen Formzylinder einer Druckmaschine zu schaffen, die wahlweise mit hydrophilen oder hydrophoben Eigenschaften versehen werden kann.

Die Aufgabe wird, wie im Patentanspruch 1 angegeben, gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen zu Patentanspruch 1.

Die Erfindung wird nachstehend in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Ausschnitt aus der Struktur einer organisch modifizierten Keramik und

Fig. 2: eine ausschnittweise Schnittansicht eines Formzylinders in Richtung seiner Längsachse.

Durch die geeignete Wahl der organischen und anorganischen funktionellen Gruppen der Ausgangsmaterialien zur Herstellung der organisch modifizierten Keramiken läßt sich die Elastizität und Härte, die thermische Stabilität, der thermische Ausdehnungskoeffizient, die Hydrophilie oder Hydrophobie der Keramiken einstellen. Es läßt sich nicht nur einstellen, ob die Druckform überhaupt hydrophil oder überhaupt hydrophob ist, sondern auch das Maß ihrer Hydrophilie bzw. ihrer Hydrophobie läßt sich durch Vorgabe und Anzahl der entsprechenden funktionellen Gruppen einstellen.

Aus Fig. 1 geht ein Ausschnitt aus dem netzwerkförmigen Aufbau einer organisch modifizierten Keramik hervor. Die Buchstaben a und d bezeichnen dabei die Netzwerkbilder (hier: ein Titan-Atom und eine Verbindung aus Silicium und Sauerstoff). Die hydrophile Komponente der Keramik ist mit dem Buchstaben b bezeichnet.

Eine Komponente c dient zur Verstärkung des Netzwerks. Dieses Beispiel einer organisch modifizierten Keramik ist bekannt geworden aus dem Artikel "Organically modified Silicates as Inorganic-Organic Polymers" in Inorganic und Organometallic Polymers, 1988, Kapitel 27. Es ist jedoch klar, daß sich beispielsweise die hydrophile Komponente b entweder überall in dem Netzwerk in der ganzen Schicht 1 einer Druckform (s. Fig. 2) oder teilweise, beispielsweise nur an bestimmten Stellen auf der Oberfläche der Druckform entsprechend einem zu druckenden Bild, durch eine hydrophobe Komponente auswechseln läßt. Ebenso läßt sich durch Auswechseln der Komponente c die mechanische Stabilität der Keramik beeinflussen.

Erfindungsgemäß werden obige, einstellbare Eigenschafen der organisch modifizierten Keramiken dazu ausgenutzt, um eine direkt bebilderbare und löschbare Druckform herzustellen.

Ein erfindungsgemäßer Druckformzylinder 2 (Fig. 2) weist z. B. eine hydrophobe äußere Schicht 1 auf, die mindestens eine organisch modifizierte Keramik enthält. Diese Schicht 1 kann dadurch bebildert werden, daß auf der äußeren Oberfläche 10 der Schicht 1 mittels der bekannten Thermotransfer- oder Ink-Jet-Verfahren an Bild- Stellen 3 ein farbannehmendes Material aufgebracht wird. Die Nicht-Bild-Stellen lassen sich anschließend durch einen chemischen Prozeß dadurch hydrophilieren, daß ein Hydrophiliermittel aufgesprüht wird, beispielsweise ein Plattenreiniger. Der Plattenreiniger, beispielsweise Ozasol RC 910 von Hoechst, läßt sich ganzflächig aufbringen, weil er nur die nicht mit dem farbannehmenden Material beschichteten Stellen hydrophiliert, d. h. die hydrophobe äußere Oberfläche 10, in der eine oder mehrere, derartige Keramik(en) enthalten ist bzw. sind. Die Hydrophilie der Schicht 1 ist derart, daß sie sich nacheinander Feuchtwasser und Druckfarbe aussetzen läßt, ohne in den unbebilderten Bereichen der Oberfläche 10 Druckfarbe anzunehmen. Nur das bildmäßig aufgebrachte Material (Bild-Stellen 3) nimmt Druckfarbe an.

Statt die Druckform 1 erst nachträglich zu hydrophilieren, läßt sich auch eine Druckform benutzen, die eine hydrophile organisch modifizierte Keramik aufweist oder eine Mischung hydrophiler organisch modifizierter Keramiken. Auf diese Druckform wird bildmäßig farbannehmendes Material, mittels Thermotransfer- oder Ink-Jet-Verfahren (= Tintenstrahlverfahren), aufgebracht. Die Keramik oder die Keramiken bewirkt bzw. bewirken, daß die Druckform, wenn man sie nacheinander Feuchtwasser und Druckfarbe aussetzt, in den unbebilderten, organisch modifizierte Keramiken enthaltenden Bereichen keine Druckfarbe annimmt. Nur das bildmäßig aufgebrachte Material nimmt Druckfarbe an.

Das bildmäßig aufgesprühte Material hat eine Dicke von weniger als 1 oder 2 µm. Daher ist die Druckform 1 mit den Bild-Stellen 3 für ein Flachdruckverfahren, insbesondere für den Offsetdruck, geeignet.

Des weiteren kann eine hydrophile oder hdyrophilierbare Druckformzylinder- Oberfläche bebildert werden, indem bildmäßig über das Ink-Jet-Verfahren eine hydrophobe organisch modifizierte Keramik aufgebracht wird. Die hydrophile oder hydrophilierbare Druckformoberfläche 10 kann beliebiger Natur sein, vorzugsweise besteht sie jedoch aus einer hydrophilen organisch modifizierten Keramik, so daß die das System bildenden Komponenten Ink-Jet-Tinte und Druckformoberfläche optimal aufeinander abgestimmt werden können.

Umgekehrt ist es ebenfalls möglich, eine Druckform mit einer hydrophoben äußeren Oberfläche zu verwenden, auf die entsprechend einem zu druckenden Bild an den Nicht-Bild-Stellen hydrophiles Material aufgebracht wird, das vorzugsweise mindestens eine Substanz aus der Stoffklasse der organisch modifizierten Keramiken enthält, wobei die Druckform mit der hydrophoben äußeren Oberfläche selbst bereits mindestens eine organisch modifizierte Keramik enthält.

Wenn in einem anderen Ausführungsbeispiel die äußere Schicht der Druckform mindestens eine Substanz aus der Stoffklasse der organisch modifizierten Keramiken enthält und hydrophob ist, so lassen sich entsprechend dem zu druckenden Bild an den Nicht-Bild-Stellen die Oberflächeneigenschaften durch Beschreiben, beispielsweise mittels eines YAG-Lasers, nach "hydrophil" ändern. Umgekehrt läßt sich eine Druckform, die mindestens in ihrer äußeren Schicht mindestens eine Substanz aus der Stoffklasse der organisch modifizierten Keramiken enthält und hydrophil ist, durch Beschreiben, beispielsweise mittels des YAG-Lasers, an den Bild-Stellen nach "hydrophob" ändern.

Bei der Bebilderung der Druckform ist zu beachten, daß sich die Hydrophobie oder Hydrophilie der Oberflächen, in denen die organisch modifizierte(n) Keramik(en) enthalten ist bzw. sind, durch den Einfluß von Druckfarbe und Feuchtmittel während des Druckprozesses nicht verändern darf.

Vorteilhaft an vorstehend beschriebenen Verfahren zur Druckformherstellung ist, daß sie sich innerhalb der Druckmaschine durch entsprechende Auftrag- und Bebilderungsvorrichtungen ausführen Lassen.

Außerdem ist es z. B. unter Ausnützung der einstellbaren Thermostabilität der organisch modifizierten Keramik in der Beschichtung möglich, die einmal bebilderte Druckform in der Druckmaschine wieder zu löschen, in dem die, die Bebilderung tragende und eine organisch modifizierte Keramik enthaltende Schicht durch mechanische, thermische oder chemische Behandlung wieder entfernt wird. Hierzu lassen sich entsprechende Bürsten, Düsen zum Aufsprühen von reinigenden und/oder die Beschichtung abätzenden Chemikalien und Mittel zum Erwärmen, z. B. IR-Lampen, innerhalb der Druckmaschine in der Nähe des Formzylinders anordnen.

Ein derartig gelöschter Druckformzylinder läßt sich anschließend ebenfalls in der Druckmaschine wieder erneut beschichten und bebildern.

Es ist auch denkbar, den Druckformzylinder mit der verdruckten Druckform aus der Druckmaschine herauszunehmen, beispielsweise nach einem Verfahren, wie es beim Tiefdruck Verwendung findet, außerhalb der Druckmaschine wieder zu erneuern und wieder in die Druckmaschine einzusetzen. Wenn Löschen und Neu- Bebildern eines Druckformzylinders im Verhältnis zur Dauer des Druckvorgangs zu lang dauern, kann auch mindestens ein Ersatz-Druckformzylinder verwendet werden, von dem im Wechsel mit dem anderen Druckformzylinder gedruckt wird.

Nachdem von den oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Druckformen gedruckt wurde, müssen sie wieder gelöscht werden. Dazu wird die äußere Schicht des Druckformzylinders, die mindestens eine Substanz aus der Stoffklasse der organisch modifizierten Keramiken enthält, zusammen mit der auf ihr aufgebrachten, die Bild- Anteile bzw. Nicht-Bild-Anteile der die Oberfläche bildenden Beschichtung entfernt.

Durch gezielte Auswahl der funktionellen Gruppen bei der Herstellung der organisch modifizierten Keramiken ist es möglich, durch Erwärmen, z. B. mittels IR-Lampen oder Heißluft, oder durch Bestrahlen, z. B. mittels UV-Strahlung, ein Verspröden der organisch modifizierte Keramiken enthaltenden Schicht zu erreichen. Ebenso ist es möglich, Schichten mit organisch modifizierten Keramiken herzustellen, die sich chemisch, beispielsweise durch Einwirken eines Lösungsmittels oder eines wässrig­ alkalischen Mediums, anquellen und/oder anlösen lassen.

Die derart versprödeten oder angequollenen, organisch modifizierte Keramiken enthaltenden Schichten lassen sich dann auf mechanischem Weg, durch Abwaschen und/oder Abbürsten, vollständig entfernen.

Es kann auch lediglich die z. B. mittels des Ink-Jet-Verfahrens bildmäßig aufgebrachte Schicht mit organisch modifizierten Keramiken von einer Schicht auf dem Druckformzylinder entfernt werden, die vorzugsweise ebenfalls organisch modifizierte Keramiken enthält. Durch gezielte Auswahl bei der Herstellung der organisch modifizierten Keramiken weisen die Keramiken in der Tinte gegenüber denen in der Schicht sehr unterschiedliche thermische Beständigkeiten oder Ausdehnungskoeffizienten auf, so daß durch Abplatzen der Tinte die Druckform gelöscht werden kann, ohne daß auch die Schicht von dem Druckformzylinder entfernt werden muß.

Ein derartig entweder teilweise oder als ganzer gelöschter Druckformzylinder läßt sich in der Druckmaschine wieder erneuern. Dazu sind in der Druckmaschine Vorrichtungen vorgesehen, wie z. B. Düsen, Walzen oder eine Rakel ähnlich einer Farbkastenrakel, durch die auf den Druckformzylinder eine Beschichtung in Form einer Flüssigkeit, einer Paste oder eines Gels aufgesprüht, aufgerakelt oder in sonstiger Weise aufgebracht wird. Anschließend wird die aufgetragene, organisch modifizierte Keramiken enthaltende Schicht, vorzugsweise unter Wärmezufuhr, verfestigt.

Durch Anordnung von Bürsten, Düsen zum Aufbringen von Flüssigkeiten oder Gasen, Heizvorrichtungen, wie z. B. IR-Lampen, in der Nähe der Oberfläche der Druckform, d. h. des Formzylinders, läßt sich die Reinigung und Neubeschichtung innerhalb der Druckmaschine ausführen. Entsprechendes gilt für das Bebildern der Druckform. Wenn in der Druckmaschine in der Nähe der Mantelfläche des Formzylinders sowohl Vorrichtungen zum Entfernen des verdruckten Bildes als auch Bebilderungsvorrichtungen vorhanden sind, so läßt sich die Druckform beliebig oft löschen und wieder erneuern.

Organisch modifizierte Keramiken lassen sich ebenfalls zur Versiegelung von porösen Keramikbeschichtungen von Zylindern in Druckwerken verwenden.

Die Verwendung einer Beschichtung, die mindestens eine Substanz aus der Stoffklasse der organisch modifizierten Keramiken enthält, ist nicht beschränkt auf Formzylinder, sondern erstreckt sich auch auf andere Walzen in einer Druckmaschine.

Gemäß der Erfindung werden organisch modifizierte Keramiken zur Herstellung von direkt bebilderbaren und löschbaren Formzylindern in Druckmaschinen eingesetzt.

Mindestens die äußere Schicht 1 des Druckformzylinders 2 enthält mindestens eine Substanz aus der Stoffklasse der organisch modifizierten Keramiken, die entweder hydrophil oder hydrophob ist. Wenn die Oberfläche 10 hydrophil ist, wird entsprechend den Bild-Stellen 3 des zu druckenden Bildes farbannehmendes Material aufgebracht. Wenn die äußere Oberfläche 10 der Druckform hydrophob ist, wird ebenfalls bildmäßig farbannehmendes Material aufgebracht, anschließend werden die Nicht-Bild-Stellen hydrophiliert. Eine derartige Druckform läßt sich nach Beendigung des Druckprozesses löschen, beispielsweise auf thermischem, chemischem oder mechanischem Wege, und anschließend neu beschichten und neu bebildern.

Die Druckform 1 läßt sich entweder innerhalb oder außerhalb der Druckmaschine bebildern oder löschen. Dasselbe gilt auf für das Entfernen der Beschichtung.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung einer Druckform (1) für einen Formzylinder (2) einer Druckmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine organisch modifizierte Keramik mit hydrophilen und/oder hydrophoben funktionellen Gruppen zur Bildung der äußeren Schicht der Druckform (1) eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine hydrophile äußere Oberfläche (10) der Druckform (1) ein farbannehmendes Material, das insbesondere mindestens eine organisch modifizierte Keramik enthält, entsprechend einem zu druckenden Bild (3) aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine hydrophobe äußere Oberfläche (10) der Druckform (1) ein farbabweisendes, hydrophiles Material, das insbesondere mindestens eine organisch modifizierte Keramik enthält, entsprechend den Nicht-Bild-Anteilen des zu druckenden Bildes (3) aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine hydrophobe äußere Oberfläche (10) der Druckform (1) ein hydrophobes, farbannehmendes Material, das insbesondere mindestens eine organisch modifizierte Keramik enthält, entsprechend einem zu druckenden Bild (3) aufgebracht wird und die Nicht-Bild-Anteile durch ein Hydrophiliermittel, insbesondere einen Plattenreiniger, hydrophiliert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das farbannehmende oder das farbabweisende Material mittels eines Tintenstrahlverfahrens aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine organisch modifizierte Keramik aufgebracht wird, die eine geringere mechanische, thermische oder chemische Beständigkeit als die darunterliegenden hydrophilen oder hydrophoben Schichten der Druckform (1) aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Druckform (1) eine hydrophile äußere Oberfläche (10) hergestellt wird, deren Bild-Anteile durch Beschreiben, insbesondere mittels eines YAG-Lasers, optisch oder durch Wärme entsprechend einem zu druckenden Bild (3) hydrophobiert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Druckform (1) eine hydrophobe äußere Oberfläche (10) hergestellt wird, deren Nicht-Bild- Anteile durch Beschreiben, insbesondere mittels eines YAG-Lasers, optisch oder durch Wärme komplementär zu einem zu druckenden Bild (3) hydrophiliert werden.

9. Druckform (1) für einen Formzylinder (2) einer Druckmaschine, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 8.